第8章 合金工具钢

1、 第八章第八章 合金工具钢合金工具钢合金刃具钢合金刃具钢 ( alloy cutting steel )合金模具钢合金模具钢 ( alloy die steel )合金量具钢合金量具钢 ( alloy measuring steel )量量 具具刃刃 具具模模 具具一一. .碳素刃具钢碳素刃具钢1.1.性能要求性能要求: :高硬度、高耐磨性高硬度、高耐磨性, ,有一有一定的强度和韧性。定的强度和韧性。2.2.化学成分特点化学成分特点: :高碳。高碳。3.3.热处理特点热处理特点: :淬火淬火 + + 低温回火低温回火4.组织组织: M回回 + Fe3C + A残残5.5.用途用途: :用于低速

2、、低温用于低速、低温( (200200）、）、 低冲击、硬度在低冲击、硬度在HRC62HRC62左右的刃具。左右的刃具。锉锉 刀刀手手 锤锤二二. .合金刃具钢合金刃具钢 种类种类 : : 低合金刃具钢低合金刃具钢 ; ; 高速钢。高速钢。 牌号牌号 : :合金元素及含量合金元素及含量千分之几的含碳量千分之几的含碳量 9 Si Cr W18 Cr4 V1.低合金刃具钢低合金刃具钢1)性能要求性能要求:高硬度、高耐磨性、有一高硬度、高耐磨性、有一定的红硬性、强度和韧性定的红硬性、强度和韧性,工作温度不超过工作温度不超过300。2)化学成分特点化学成分特点:高碳高碳加入加入Cr、Mn、Si、 W、

3、V 等合金元素等合金元素。3)热处理特点热处理特点:球化退火球化退火 淬火淬火 + + 低温回火低温回火 9 SiCr 钢板牙热处理工艺曲线钢板牙热处理工艺曲线板牙板牙2.高速钢高速钢 ( high speed steel )(1) (1) 性能要求性能要求: :高硬度、高耐磨性、高的红硬性高硬度、高耐磨性、高的红硬性(600时时,HRC63以上以上) 、有一定的强度和韧性。、有一定的强度和韧性。高速钢高速钢 - - 锋钢、风钢锋钢、风钢 ; 18 ; 18 4 4 1 1 钢钢车刀车刀铣刀铣刀钻头钻头(2) 化学成分特点化学成分特点:v高碳高碳 0.71.5%:v钨钨 18%:v钼钼 5%:

4、v铬铬 4%:v钒钒1.5%: 保证高硬度保证高硬度退火状态下形成退火状态下形成M6C碳化物碳化物,在在560左右回火时左右回火时, 弥散析弥散析出出W2C, 造成二次硬化造成二次硬化, 提高提高钢的红硬性。钢的红硬性。1%Mo的作用等同于的作用等同于2%W。形成形成Cr23C6碳化物碳化物;提高钢的提高钢的淬透性。淬透性。形成形成VC, 硬度极高硬度极高, 提高钢的提高钢的硬度和耐磨性硬度和耐磨性, 产生二次硬化。产生二次硬化。vCo: 提高高速钢的红硬性并加强二次硬提高高速钢的红硬性并加强二次硬化的效果。化的效果。FeCW18Cr4(3) W18Cr4V钢的生产工艺及热处理特点钢的生产工艺

5、及热处理特点铸造铸造 锻造锻造 球化退火球化退火 机加工机加工 淬火淬火+三次三次570回火回火 磨削加工磨削加工 W18Cr4V钢的热处理过程示意图钢的热处理过程示意图淬火淬火 : 1280; 淬火后的组织淬火后的组织:M+Cm+A残残(2025%) W18Cr4V钢淬火组织钢淬火组织 W18Cr4V淬火组织 300 三次三次570回火回火在在570回火时回火时 , 产生二次硬化。产生二次硬化。三次三次570回火回火*淬火后淬火后A残约残约2025 %。*第一次回火后第一次回火后A残约剩残约剩1518 %。*第二次回火后第二次回火后A残约剩残约剩35 %。*第三次回火后第三次回火后A残约剩残

6、约剩12 %。回火后的组织回火后的组织: M回回 + Cm + A残残 ( 1 2 % )组织硬度为组织硬度为65HRC以上。以上。三三.合金模具钢合金模具钢( alloy die steel )v热作模钢热作模钢:工作温度为工作温度为600以上。以上。v冷作模钢冷作模钢:工作温度为工作温度为200300。一一) 热作模钢热作模钢 ( hot die steel )1.性能要求性能要求:高的热硬性、高温耐磨性高的热硬性、高温耐磨性;高的抗氧化能力高的抗氧化能力;高的热强性和足够高的韧性高的热强性和足够高的韧性;高的热疲劳抗力高的热疲劳抗力( 防止龟裂防止龟裂 );高的淬透性和导热性高的淬透性和

7、导热性; 2.化学成分特点化学成分特点:中碳中碳 0.30.6 %;合金元素合金元素:Cr、Ni、Mn、 Si、Mo、W、V。曲轴模具曲轴模具3.热处理特点热处理特点: *热锻模钢热锻模钢: 5 CrMnMo 热处理工艺热处理工艺: 淬火淬火 + 550回火回火 热处理后的组织热处理后的组织: S回或回或T回回 温度时间500820850预冷预冷油冷油冷530550回火回火3.热处理特点热处理特点: *热压模钢热压模钢: 3 Cr2W8V 热处理工艺热处理工艺: 淬火淬火 + 600三次回火三次回火 热处理后的组织热处理后的组织: M回回 + Cm粒状粒状二二) 冷作模钢冷作模钢 ( cold

8、 die steel )1.性能要求性能要求:高的硬度高的硬度,HRC62;高的耐磨性高的耐磨性;足够高的韧性与疲劳抗力足够高的韧性与疲劳抗力;热处理变形小热处理变形小;2.化学成分特点化学成分特点:高碳高碳 12 %;合金元素合金元素:Cr, Mo、W、V。汽车冲压模具汽车冲压模具3.热处理特点热处理特点: *一次硬化法一次硬化法: 淬火淬火 + 低温回火低温回火 ( 9501000 ) ( 150180 ) *二次硬化法二次硬化法: 淬火淬火 + 三次回火三次回火 ( 11001000 ) ( 510520 )热处理后的组织热处理后的组织: M回回 + Cm + A残残牌号牌号: Cr12、Cr12MoV四四.合金量具钢合金量具钢1.性能要求性能要求:高的硬度高的硬度, HRC62;高的耐磨性高的耐磨性;高的尺寸稳定性高的尺寸稳定性;足够高的心部韧性足够高的心部韧性;热处理变形小热处理变形小; 尺寸稳定尺寸稳定;良好的耐蚀性良好的耐蚀性;卡卡 尺尺量量 规规千分尺千分尺3.热处理特点热处理特点:4.热处理后的组织热处理后的组织: M回回 + Cm淬火淬火 + 冷处理冷处理 ( - 70 - 80 )+ 低温回火低温回火 + 时效处理时效处理 ( 120130,几十小时几十小时 ) 5.牌号牌号: CrWMn